城市污水二级出水中溶解性有机物特性分析

分别采用凝胶色谱、亲疏水性组分分离、荧光色谱等方法,研究了城市污水处理厂二级出水中溶解性有机物的分子量分布、亲疏水组分含量以及荧光光谱特性。结果表明,二级出水中疏水性组分较亲水性组分多,疏水性组分约占总有机物的64.3%,而亲水性组分占35.7%左右;二级出水及其不同亲/疏水组分中溶解性有机物分子量分布基本集中在4.5 kDa以下,其中弱疏水性组分和亲水性组分中主要为分子量小于1.5 kDa的有机物;二级出水溶解性有机物中含有腐殖酸类、富里酸类以及蛋白质类物质,其中含量以腐殖酸类为主。     

偏振能量色散X-射线荧光光谱法测定土壤中Ni、Cu、Zn、Pb四种重金属元素

以土壤和水系沉积物标准物质为校准样品,采用粉末样品压片制样,建立了偏振能量色散X-射线荧光光谱仪测定土壤中Ni、Cu、Zn、Pb四种重金属元素的方法。该方法分别采用Ge,Zn,Zr等3个不同二次靶对被分析元素进行选择性激发和测定,利用经验系数和康普顿散射线作内标校正基体效应,优化了元素校准曲线方程,实验结果表明,土壤和水系沉积物标准物质准确度实验结果符合定值要求,方法精密度RSD在1.12%~6.09%之间(n=10),Ni、Cu、Zn、Pb四种重金属元素的检出限分别达到2.54、0.93、0.96、0.98 mg/kg。土壤样品测定值与原子吸收法测定结果一致,该方法准确度、精密度、检出限均能满足土壤检测的需要。     

Cu2+对普通小球藻的光合毒性：初始藻密度的影响

为了研究Cu2+对普通小球藻的光合毒性以及初始藻密度对Cu2+光合毒性的影响,将初始密度为107mL-1的普通小球藻暴露于Cu2+的6个浓度(0、5、10、20、30和40μmol.L-1)中进行96 h的毒性暴露实验,在2、48和96 h分别利用叶绿素荧光仪(MAXI-Imaging-PAM)测定各项叶绿素荧光参数,同时,针对3个不同初始密度的普通小球藻(2×106、5×106和2×107mL-1),测定并比较了其暴露于0、20和40μmol.L-1的Cu2+12 h后,叶绿素荧光参数的变化。不同初始藻密度的毒性实验结果显示,初始藻密度为2×106mL-1时,20和40μmol.L-1Cu2+可完全抑制普通小球藻的光合作用;当初始藻密度增加到5×106和2×107mL-1时,40μmol.L-1Cu2+对普通小球藻的实际光合作用效率仅有约75%和25%的抑制。这表明初始藻密度越大,Cu2+的光合毒性越弱。但随着初始藻密度的增加,初始藻密度的变化对Cu2+光合毒性的影响减弱。初始藻密度为107mL-1时的毒性实验结果显示,暴露于20~40μmol.L-1Cu2+2 h后,普通小球藻的光合作用即受到抑制,且该抑制程度随Cu2+浓度的增加而增强,并随着暴露时间的延长有所缓解。随着Cu2+浓度的增加,最大量子产量(Fv/Fm)、实际量子产量(Yield)、相对电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)逐渐降低,非光化学淬灭系数(NPQ/4)逐渐上升。研究结果表明,Cu2+对普通小球藻的光合作用有一定的抑制作用,其机理可能为通过引起PSII系统反应中心的部分失活,导致PSII系统反应中心的开放比例减少,引起电子传递速率降低以及ATP和NADPH的合成减慢,从而使光合作用速率下降;初始藻密度对Cu2+的光合毒性大小有较大的影响,故在进行藻类的毒性实验时,也应关注初始藻密度的影响。     

气体二氧化氯的光降解规律研究

为研究气体二氧化氯的光降解规律,利用自行设计的光降解装置,考察不同波长光源、温度和气体二氧化氯初始质量浓度对其降解速率的影响,同时以暗室降解作为参比试验。结果表明:分别在365 nm紫外光、日光、254 nm紫外光以及400～700 nm荧光照射下,相同初始质量浓度的气体二氧化氯的降解速率逐渐下降;当温度在15～25℃范围变化时,相同初始质量浓度的气体二氧化氯的日光降解速率基本相同;不同质量浓度的气体二氧化氯在日光照射下,降解速率随气体质量浓度的增加而增大。因此,对气体二氧化氯的光降解起主要作用的波长是在365 nm附近的紫外光;温度对其降解速率基本没有影响;在日光照射下,气体二氧化氯的降解速率与质量浓度的一次方成正比,属于一级反应,其半衰期与初始质量浓度无关,仅与反应速率常数k有关,半衰期约为63 min。     

城市雨水径流中溶解性有机物的分子化学多样性

雨水径流中溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)是影响城市水生态环境安全的重要因素.为了揭示城市不透水路面雨水径流(pavement runoff,PR)和绿地雨水径流(greenland runoff,GR)中DOM组分特征及其来源上的区别,应用具有超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer,FT-ICR-MS)对两者的DOM分子化学多样性进行表征,并从DOM分子化学多样性与环境因子之间的斯皮尔曼(Spearman)相关性的角度进行分析.结果表明:①在分子累计到达饱和状态下,PR-DOM的分子累计数量(12498种)远大于GR-DOM(7015种),其分子分布(150～750)比GR-DOM(150～850)更为集中,且相对分子质量普遍小于GR-DOM;②根据分子组成及其相关性分析,PR-DOM和GR-DOM的组分及来源存在明显差异.PR-DOM组成受人为活动影响较大,其主要成分(CHOS)中含有大量可能来源于人为使用的表面活性剂的磺酸类物质,且显著存在的脂肪族成分的主要来源应为交通污染.而GR-DOM组成受人为活动影响较小,其主要成分(CHO)以NOM为主,且大部分高度不饱和酚类化合物主要来源于降雨对土壤表层植物残体降解所形成的腐殖质的冲刷.     

新疆奎屯地区高砷地下水DOM三维荧光特征

新疆奎屯地区是中国大陆第一个地方性砷（As）中毒病区,为了解析该地区高As地下水中溶解性有机物（DOM）的组分和来源,探索其在As迁移转化过程中的作用,利用三维荧光光谱结合平行因子分析法对奎屯地区水样进行研究.结果表明：该地区地下水As含量范围在1.30~400.68μg/L,平均值为61.18μg/L,有68.99%的地下水为高As地下水.地下水中DOM含有3种组分：类腐殖质C1（260（325） nm/425nm）,占2.78%;类色氨酸C2（275nm/350nm）,占18.74%;微生物源的还原性醌类C3（260（375） nm/475nm）,占54.12%.研究区水体DOM的荧光指数在1.2~1.52之间,均值为1.36,水中DOM以陆源为主.该地区地下水整体呈现还原-弱碱性环境,地下水中As的释放过程主要有铁氧化物矿物还原和脱硫酸作用,水中的DOM参与了铁、硫酸盐的还原反应过程,类色氨酸C2主要在微生物呼吸过程中充当电子供体角色,还原性醌类C3担任了电子飞行过程中的电子穿梭体,增强了As从含水层沉积物中释放到地下水的迁移性能.     

垃圾填埋场抗生素抗性基因初探

不同环境介质中抗生素抗性基因普遍存在,但是在垃圾填埋场中抗生素抗性基因尚无相关报道.本实验以西安江村沟垃圾填埋场为研究对象,采集不同方位不同深度垃圾样品,分析垃圾理化性质,用荧光定量PCR检测磺胺类抗生素抗性基因(sulⅠ和sulⅡ)、抗氯霉素类抗生素抗性基因(cat)、β-内酰胺类抗生素抗性基因(bla-SHV),以及四环素类抗生素抗性基因(tet W)等5种抗生素抗性基因的含量,以相关性分析垃圾理化性质与抗性基因的关联.结果表明,5种抗生素抗性基因均存在于垃圾中,基因拷贝数(以干土计)最大值分别为:(3.70±0.06)×108copies·g-1(sulⅡ)、(9.33±0.06)×106copies·g-1(sulⅠ)、(2.27±0.08)×105copies·g-1(tet W)、(3.68±0.09)×104copies·g-1(bla-SHV)和(1.39±0.10)×104copies·g-1(cat),说明垃圾填埋场是抗生素抗性基因潜在的储存库.抗性基因sulⅠ、sulⅡ和cat与含水率呈明显的正相关,同时sulⅠ和cat基因含量与p H值呈负相关.     

浓度层析荧光光谱局部匹配溢油鉴别技术

溢油事故的频繁发生对海洋环境造成极大的影响,建立一种快速、准确、经济的现场溢油检测技术及时对事故作出响应有着重要的意义.针对海洋环境中溢油样品浓度和油源都未知的情况,对于溢油可疑样本,获取其浓度参量同步荧光光谱(concentration-synchronous-matrix fluorescence,CSMF),通过在浓度维度上进行插值处理获取的样品的CSMF浓度层析荧光光谱.而对于肇事溢油样品,无需进行脱水浓缩等预处理,只需取现场样本逐级稀释获取小浓度范围内的CSMF局部谱图,并将之与可疑油样大浓度范围内的CSMF浓度层析荧光光谱进行曲面匹配,利用最小二乘法确定最佳匹配光谱,最佳匹配的可疑油样即满足最近油种符合度,而对应的浓度即为待测样本的初始浓度值.对原油样品集交叉检验的结果,样品的识别准确度为92%.该油种鉴别方法快速,准确,并可以同时实现油种鉴别和单位体积内溢油含量的定量.     

连续测量大气·OH的化学电离飞行时间质谱仪的研制

搭建了一套化学电离飞行时间质谱仪用于连续测量大气·OH.该仪器采用了基于63Ni放射源的双管正交式结构大气压化学电离源电离大气中的·OH,最大程度地避免了试剂气体电离及滴定、转化反应间的相互干扰.63Ni放射源首先电离HNO3试剂气体得到试剂离子NO-3,·OH在反应管中与SO2反应最终转化为H2SO4,NO-3与H2SO4发生化学电离反应生成HSO-4离子,进入到质谱仪中进行检测,通过测量NO-3与HSO-4离子的强度,利用化学电离反应方程可直接计算出大气中OH的浓度.所研制仪器用于实验室内·OH的在线检测,在5 s内测得·OH的浓度为1.6×106个·cm-3,实验结果显示该仪器可用于原位连续测量大气中的超痕量自由基.     

S-异丙甲草胺与镉对斜生栅藻光合作用的影响

采用毒性试验标准方法研究了Cd2+与S-异丙甲草胺单独及联合作用对斜生栅藻叶绿素含量及叶绿素荧光特性的影响.暴露96 h后,Cd2+和S-异丙甲草胺单独作用对斜生栅藻叶绿素含量和叶绿素荧光参数F0、Fv/Fm、Fv/F0、Y(Ⅱ)、qP、NPQ和rETR均有一定影响,表明Cd2+和S-异丙甲草胺对斜生栅藻光合作用产生影响,PSⅡ受损,抑制光合作用的原初反应,阻碍光合电子传递的过程,对热能的耗散能力逐渐丧失.Cd2+对斜生栅藻叶绿素含量和叶绿素荧光参数影响要显著大于S-异丙甲草胺的影响,影响程度随有毒物质浓度的升高而增加,光强为231μmol·(m2·s)-1时,空白组Y(Ⅱ)的平均降幅为62.5%,Cd2+处理组随Cd2+浓度的升高平均降幅分别为68.0%、82.5%和100%,S-异丙甲草胺处理组平均降幅分别为66.1%、72.1%和79.6%.Cd2+与S-异丙甲草胺联合作用对叶绿素荧光参数的影响主要是Cd2+的影响.